Kakšno alternativno elektriko je mogoče uporabiti v zasebnih domovih?

Nosilci energije pomagajo zagotavljati funkcije vseh komunikacijskih linij. V primeru začasne odsotnosti glavnih avtocest se lahko uporabijo alternativni viri električne energije. Niso tako priljubljeni kot tradicionalni, vendar so bolj donosni v smislu delovanja in praktično ne škodujejo okolju.

Kje in v kakšni obliki dobiti energente

Tradicionalni viri energije so termoelektrarne, jedrske in hidroelektrarne. Alternativni viri energije so samoobnovljivi, učinkoviti, poceni in okolju prijazni.Pravzaprav je energija v naravnih virih, samo poskusiti jo je treba pridobiti. Brez posebnih veščin lahko opravite naslednje delo:

• namestitev sončnih kolektorjev in baterij za napajanje razsvetljave ali ogrevanje vode;
• namestitev vetrnih generatorjev;
• uporabljati toplotne črpalke za ogrevanje hiše s toploto iz vode, zemlje ali zraka;
• uporaba bioplinarn za predelavo živalskih, ptičjih in človeških odpadkov.

Pomanjkljivost netradicionalnih virov energije so veliki finančni vložki za njihovo organizacijo.

Obnovljivi viri energije

Zaradi omejene razpoložljivosti fosilnih goriv znanstveniki po vsem svetu razvijajo in uvajajo vire energije prihodnosti. Obnovljivi vključujejo:

• Generatorji električne energije - v Rusiji se najpogosteje uporabljajo električni, bencin in plin. Slednji deluje na utekočinjena in naravna goriva, zaradi nizke ravni hrupa se uporablja v vsakdanjem življenju in je vzdržljiv.
• Sončna energija - človek uporablja elektromagnetno sevanje. Vir električne energije in avtonomnega ogrevanja je tih in okolju prijazen.
• Vetrne turbine delujejo na osnovi pretvorbe kinetične energije vetra v mehansko vrtenje turbine, ki proizvaja izmenični tok. Za vodoravne in navpične vetrne turbine je značilen visok izkoristek.
• Biogoriva - najboljše možnosti bi bile maščobe oljnic, alge, plin iz fermentacije organskih odpadkov.
• Postaje vodnih koles so priročen vir energije, če je v bližini hiše reka. Turbinsko kolo poganjajo vodni tokovi.
• Geotermalne rešitve – na potresno aktivnih območjih pretvarjajo toploto, ki nastane ob sproščanju geotermalne vode.

Rusija ima več sončnih postaj - v regiji Orenburg (zmogljivost 40 MW), v Republiki Baškortostan (zmogljivost 15 MW), na Krimu (10 enot, vsaka po 20 MW).

Uporaba sončne energije

Alternativna električna energija, ki temelji na elektromagnetnem sončnem sevanju, je upravičena za ljudi, ki imajo dacho zunaj mesta. Razlog je v tem, da skupna moč v lepem vremenu ne presega 5-7 kW na uro. Obstaja več solarnih naprav, ki so danes priljubljene.

Solarni paneli

Naprave so sestavljene iz fotoelektričnih pretvornikov. Industrijske celice so zgrajene iz mineralov, ki ob neposredni svetlobi proizvajajo tok. V zasebnem sektorju so priljubljeni pretvorniki poli- in monokristalnega silicija. Slednji imajo učinkovitost 13-25%, vendar so polikristalni cenejši. Temperaturno območje plošč je od -40 do +50 stopinj.

Sončni kolektorji

Uporablja se za ogrevanje zraka ali vode. Uporabnik lahko nastavi smer ogrevanih tokov in organizira rezervo v primeru slabega vremena. Proizvajalci proizvajajo tri modifikacije kolektorjev - zračne, ravne in cevaste.

• Ploščata plastika. So črna in prozorna plošča v enem ohišju s sredinsko bakreno tuljavo. Ko je izpostavljen sončni svetlobi, se spodnji temni element segreje. Prenaša toploto na bakreno tuljavo, ki segreva vodo. Ploščati kolektor je primeren za ogrevanje vode v bazenu ali zunanji prhi.Slaba stran tehnologije je, da ogrevanje velikih količin zahteva veliko elementov.
• cevasto. Videti so kot vakuumske ali koaksialne steklene cevi. Po njih teče od sonca ogreta voda. Toplota, koncentrirana v notranjosti s posebnim sistemom, segreva vodo v hranilniku. Sediment se uporablja za kroženje vodnih tokov. Cevni kolektor je dobra rešitev za ogrevanje sanitarne vode in ogrevanje.
• Zračni sončni kolektorji. Naprave so podobne ravnim plastičnim modelom zaradi črnega dna in prozorne zgornje plošče. Dimenzionalne instalacije se nahajajo na vzhodni ali jugovzhodni steni. V njih zaradi sončne toplote zrak, ki se dovaja v hišo in pomožne prostore, ogrevajo posebni ventilatorji.

Sončna energija je najboljša za talno ogrevanje.

Lastna izdelava solarnih panelov

Solarne instalacije so alternativa klasični elektriki, ki je v končani obliki draga. Če ga sestavite sami, lahko zmanjšate stroške strukture za 3-4 krat. Preden začnete ustvarjati sončno celico, morate razumeti načelo njene funkcionalnosti.

Kako deluje sistem sončne energije?

Da bi si predstavljali načelo delovanja, je vredno začeti z zasnovo. Zasnova sončnih virov energije vključuje:

• sončna plošča - kompleks enot za pretvorbo sončne svetlobe v tok elektronov;
• baterije – v sistemu jih je več, število je odvisno od moči porabnikov;
• krmilnik polnjenja – zagotavlja normalno polnjenje baterije brez prekomernega polnjenja;
• inverter - pretvori nizkonapetostni tok iz baterij v visokonapetostni tok (3-5 kW je dovolj za dom).

Solarni paneli posamično proizvajajo nizkonapetostne tokove (približno 18-21 V), kar zadostuje za polnjenje 12-voltne baterije.

Izdelava sončne baterije

Baterija je sestavljena iz modularnih fotocelic. En gospodinjski modul vsebuje 30, 36 in 72 elementov. Povezani so zaporedno na vir napajanja z največjo napetostjo 50 V.

Za del telesa boste potrebovali lesene tramove, vlaknene plošče, pleksi steklo in vezane plošče. Dno škatle je izrezano iz vezanega lesa in vstavljeno v okvir iz palic debeline 25 mm. Luknje so narejene po obodu okvirja. Da bi preprečili pregrevanje elementov, mora biti korak vrtanja 15-20 cm.

Za velikost dna preštejte število fotocelic in vsako izmerite.

Podlago iz vlaknene plošče z luknjami za prezračevanje izrežemo iz vlaknene plošče s pomočjo noža. Izdelani so po kvadratnem vzorcu z vdolbino 5 cm.

1. Elemente položimo z zgornjimi deli na podlago in spajkamo.
2. Povezave se izvajajo zaporedno, po vrstnem redu.
3. Končane vrstice so povezane z zbiralkami, ki prevajajo tok.
4. Elemente obrnemo in pritrdimo s silikonom.
5. Preverite parametre izhodne napetosti. Njegov razpon je od 18 do 20 V.
6. Baterijo pustimo delovati 2-3 dni, da se preizkusi sposobnost polnjenja.
7. Na koncu pregleda se spoji zatesnijo.

2-krat pobarvajte in posušite podlago.

Po preverjanju delovanja se solarna plošča sestavi:

1. Vhodni in izhodni kontakti so izvlečeni.
2. Izrežite pokrov iz pleksi stekla in ga pritrdite s samoreznimi vijaki na predhodno izvrtane luknje.
3. Pri uporabi diodnega vezja 36 diod z napetostjo 12 V odstranite barvo z dela z acetonom.
4. V plastični plošči so narejene luknje, vstavljene diode in spajkane.

Zadnji korak je namestitev in orientacija solarne plošče za lažji dostop za vzdrževanje in energetsko učinkovitost.

Pravila za namestitev sončne celice

Industrijske modifikacije se lahko vrtijo neodvisno. Gospodinjske naprave je treba nastaviti glede na več parametrov:

• Če se odmaknete od zasenčenih območij - drevo ali visoka zgradba v bližini bo napravila neučinkovitost.
• Orientacija na sončno stran. Prebivalci severne poloble strukturo usmerijo proti jugu, prebivalci južne poloble pa proti severu.
• Kot naklona je vezan na geografsko širino mesta. Poleti je bolje, da sončno ploščo nagnete za 30 stopinj proti obzorju, pozimi pa za 70 stopinj.
• Razpoložljivost dostopa za vzdrževanje - odstranjevanje prahu, umazanije in nabranega snega.

Naprava bo učinkovita, če so sončni žarki usmerjeni neposredno na veko.

Značilnosti vetrnih generatorjev

Vetrni viri energije delujejo na principu pretvarjanja kinetične energije v mehansko in nato v izmenični tok. Električno energijo lahko pridobivamo z minimalno hitrostjo vetra 2 m/s. Optimalna hitrost vetra je od 5 do 8 m/s.

Vrste vetrnih generatorjev

Obstajajo modifikacije glede na vrsto namestitve rotorja:

• Horizontalna - za katero je značilna minimalna količina materialov za izdelavo in visoka učinkovitost. Slabosti naprave so visok montažni drog in zapletenost mehanskega dela.
• Navpično – delo v širokem razponu hitrosti vetra.Posebnost generatorja je potreba po dodatni fiksaciji motorja.

Glede na število rezil so modeli z enim ali več rezili. Glede na material delimo lopatice na jadra in toge. Vijačni korak namestitve je lahko spremenljiv (lahko nastavite hitrost delovanja) in fiksen.

Pri gradnji vetrne turbine je treba ustvariti in utrditi temelj.

Zasnova generatorja vetra

Končni vetrni generator je sestavljen iz naslednjih delov:

• stolp - postavljen na vetrovno območje;
• generator rezil;
• krmilnik rezil – pretvori izmenični tok v enosmerni;
• pretvornik - pretvori enosmerni tok v izmenični;
• baterija za shranjevanje;
• rezervoar za vodo.

Akumulator zgladi razliko med vetrovno sezono in mirnim obdobjem.

Izdelava vetrnega generatorja z nizko hitrostjo iz strojnega generatorja

Ker komplet za sestavljanje vetrnega generatorja stane od 250 do 300 tisoč rubljev, je priporočljivo, da dizajn naredite sami. Potrebovali boste avtomobilski generator in baterijo.

Lopatice omogočajo delovanje drugih naprav vetrnic. Lahko jih naredite sami iz tkanine, kovine ali plastične cevi na naslednji način:

1. Izberite material z dobro odpornostjo proti vetru - debelina 4 cm.
2. Izračunajte dolžino rezila tako, da je premer cevi 1/5.
3. Odrežite cev in jo uporabite kot predlogo.
4. Po robovih vseh elementov se sprehodite z brusnim papirjem, da odstranite morebitne nepravilnosti.
5. Pritrdite plastična rezila na aluminijasti disk.
6. Uravnotežite kolo tako, da ga pritrdite v vodoravni položaj.
7. Med vrtenjem brusite robove vetrnega kolesa.

Optimalna oblika rezila je veliko število, vendar manjša velikost.

Projekt izdelave jambora se mora začeti z izbiro materiala. Potrebovali boste jekleno cev dolžine 7 m in premera 150-200 m. Če so ovire, se kolo dvigne 1 m nad njimi.

Za dodatno stabilnost konstrukcije so zatiči za napenjanje izdelani iz jeklenega ali pocinkanega kabla debeline 6-8 mm. Jambor in kline je treba betonirati.

Postopek predelave avtogeneratorja je sestavljen iz previjanja zagonske enote in ustvarjanja rotorja na osnovi neodimovih magnetov. Luknje za njih so izvrtane v napravi. Magnete je treba namestiti z izmeničnimi poli, praznine pa zapolniti z epoksidom.

Rotor je ovit v papir za previjanje tuljave v eno smer s pomočjo trifaznega vezja. Na zadnji stopnji se preskusi generator - pri 300 vrt / min mora pokazati 30 V.

Več obratov kot je tuljava, učinkovitejši je generator.

Alternativni vetrni viri toplotne in električne energije se zbirajo po izdelavi rotacijske osi. Potrebovali boste cev z dvema ležajema in repnim delom iz pocinkane pločevine debeline 1,2 mm.

Generator je pritrjen na jambor s pomočjo profesionalnega cevnega okvirja. Razdalja od žarka do rezil mora biti večja od 25 cm. Po montaži osnovne konstrukcije so nameščeni regulator polnjenja, pretvornik in baterija.

Ogrevanje hiše s toplotnimi črpalkami

Evropa že nekaj let uporablja toplotne črpalke, ki so v interakciji z vsemi alternativnimi vrstami električne energije. Inštalacije poleti in pozimi jemljejo toploto iz zemlje, zraka, vode in jo usmerjajo za ogrevanje prostora.

Vrste toplotnih črpalk

Glede na potrebe po ogrevanju lahko izberete modele z 1, 2, 3 vezji, 1-2 kondenzatorjema. Delovali bodo za ogrevanje in hlajenje ali izključno za ogrevanje.

Glede na vrsto energenta in način pridobivanja električne energije so naprave:

• Zrak-voda. Toplotni tokovi se jemljejo iz zraka in segrevajo vodo. Sistemi so primerni za klimatske cone z zimskimi temperaturami -15 stopinj.
• Zemlja-voda. Ustrezno za zmerne podnebne pasove. V zemljo se vgrajujejo s kolektorjem ali sondo brez dovoljenj za vrtanje.
• Voda-voda. Nameščen v bližini vodnih teles. Pozimi črpalka z ogrevanjem vira zagotavlja toploto veliki hiši.
• Voda-zrak. Vir energije je vodno telo. Toplotni tokovi se s pomočjo kompresorja sproščajo v zrak. Postane hladilno sredstvo.
• Zemlja-zrak. Tla so vir toplote, ki jo s kompresorjem prenašamo v zrak. Nosilec energije so tekočine proti zmrzovanju.
• Zrak-zrak. Naprave delujejo po principu klimatske naprave - hlajenje in ogrevanje.

Izbira vira toplote je odvisna od geologije območja in prisotnosti ovir za zemeljska dela.

Kako deluje toplotna črpalka?

Toplotna črpalka deluje na podlagi Carnotovega cikla - zvišanje temperature z močnim stiskanjem hladilne tekočine. Ker imajo naprave 3 delovna kroga (2 zunanja, 1 notranji), kondenzator, uparjalnik in kompresor, lahko njihov diagram delovanja predstavimo na naslednji način:

1. Primarno hladilo (ki se nahaja v vodi, zraku, zemlji) odvzema toploto iz virov z nizkim potencialom. Najvišja temperatura vozlišča je približno + 6 stopinj.
2. Nizkotemperaturni nizkotemperaturni medij se nahaja v notranjem tokokrogu. Pri segrevanju hladilno sredstvo izhlapi in njegova para se stisne v kompresorju.V tem trenutku se sprošča toplota. Temperatura pare - od +35 do +65 stopinj.
3. Toplota v kondenzatorju vstopi v hladilno tekočino iz ogrevalnega kroga. Hlapi postanejo kondenzat in se pošljejo v uparjalnik.

Cikel toplotne črpalke se nenehno ponavlja.

Toplotna črpalka iz odpadnih materialov

Domače delo je povsem mogoče, če imate delovne dele iz gospodinjskih aparatov.

Za pripravo kondenzatorja in kompresorja boste potrebovali:

1. Naredite kompresor črpalke iz kompresorja hladilnika ali klimatske naprave. Del je pritrjen z mehkim vzmetenjem na steno kotlovnice.
2. Naredite kondenzator. Najboljša možnost je 100-litrski rezervoar iz nerjavečega jekla.
3. Z brusilnikom prerežite posodo na pol in nato vstavite tuljavo (bakreno cev hladilnika ali klimatske naprave).
4. Po namestitvi tuljave zvarite polovice rezervoarja.

Za visokokakovosten šiv uporabite argonsko varjenje.

Uparjalnik je izdelan na osnovi 75-80 litrskega plastičnega rezervoarja s tuljavo iz bakrene cevi premera ¾ inča. Ovije se okoli jeklene cevi premera 300-400 mm. Tuljave so pritrjene s perforiranim kotom.

Na tuljavi je narezan navoj za spajanje s cevovodom. Hladilno sredstvo se črpa v enoto, nato pa je uparjalnik nameščen na steno.

Optimalen vir za te alternativne metode pridobivanja toplote in električne energije bo voda iz vodnjaka ali vodnjaka. Tekočina ne zamrzne niti pozimi.

Potrebovali boste 2 vrtini:

• za zbiranje vode in njeno dovajanje v uparjalnik;
• za odvajanje odpadne vode in pošiljanje v uparjalnik.

Avtonomnost toplotne črpalke bo zagotovljena z avtomatskimi mehanizmi za nadzor gibanja hladilne tekočine vzdolž ogrevalnih krogov in tlaka freona.

Prejemanje toplote iz drugih alternativnih virov

Pri organizaciji prvega zunanjega kroga črpalke boste potrebovali učinkovit vir toplote:

• Obročaste cevi v vodi. Rezervoar brez velike globine zamrzovanja ali reka zagotavlja učinkovitost tehnologije. Cevi se polagajo pod vodo s pomočjo uteži.
• Toplotna polja. Cevi se zakopljejo pod zmrzišče tal – odstrani se velika plast zemlje.
• Geotermalni vrelci. Vrtine so izvrtane do velikih globin. V njih so nameščeni krogi s hladilnimi tekočinami.
• Zunanji zrak. Toplota se pridobiva iz prezračevalnih jaškov ali prezračevalnih kanalov.

Slabost toplotne črpalke je visoka cena in stroški vgradnje toplotnih virov.

Bioplinarne

Organska alternativna elektrika se proizvaja s pomočjo bioplinskih sistemov. Naprave omogočajo predelavo perutninskih in živalskih odpadkov. Nastali plin se očisti in posuši, nato pa se uporabi kot hladilno sredstvo. Preostale mase bodo učinkovito in varno gnojilo za tla.

Načelo tehnologije

Plini nastajajo pri fermentaciji bioloških odpadkov živali in ptic. Anaerobno okolje brez dostopa kisika bo optimalno. Poveča aktivnost mezofilnih in termofilnih bakterij. Da bo postopek učinkovit, bo treba maso mešati ročno, s palico ali mehanskimi mešalniki. V idealnih pogojih 1 liter zaprte posode, segrete na temperaturo +50 stopinj, proizvede od 4 do 4,5 litra plina.

Bioplin sistem za zasebni dom

Najenostavnejši bioreaktor je posoda s pokrovom in mešalnim mehanizmom. V pokrovu je narejena luknja za cev za odvod plina. Njegova količina bo zadostovala za 1-2 gorilnika.

Podzemni ali nadzemni bunker poveča uporabno prostornino. Podzemni objekt je iz armiranega betona z vrhnjo plastjo toplotne izolacije. Posoda je razdeljena na prekate. Gnoj se naloži v tekoči trak in napolni bunker na 80-85%. Preostala površina se uporablja za kopičenje plina. Odvaja se skozi posebno cev, katere drugi konec je v vodnem tesnilu. Po sušenju prečiščeni plin vstopi v hišo.

Alternativne vrste proizvodnje toplotnih virov in električne energije trenutno niso na voljo prebivalcem stanovanj. Uporabljajo jih lahko prebivalci zasebnih hiš in kmetij. Edina pomanjkljivost obnovljivih virov je strošek postavitve sistema, vendar se finančni vložek povrne že po 1-2 letih delovanja.